새로운 터널굴착 PBM 공법..."굴착속도 2배"
굴착속도 2배…민원까지 해결, 터널기술 발전하다
터널 공사 시 발생되는 소음, 진동, 균열 등의 민원문제를 터널 굴착 신공법으로 해결할 수 있게 됐다.
그간 발파 공정으로 인한 민원은 끊임없이 발생해 왔다. 또한 기계굴착 공정에서는 주로 수입 장비에 의존했지만 이마저도 국내 지반 구조와 맞지 않아 생산성이 떨어지고 있는 실정이다.
이러한 상황에서 국내 지반 구조에 맞게 굴착이 가능한 기술이 개발돼 주목을 받고 있다. 외국 기술에 의존해 온 주요 건설사들에게 단비가 될 것으로 전망되고 있다.
그 주인공은 바로 PBM 공법이다. 연암 위주의 굴착장비로 개발된 PBM(Push Boring Machine)은 수평면 굴착 구조로 설계 돼, 톱니 회전 방식으로 흙과 암반을 깎아내는 보링 장비다. PBM과 짝을 맞추어 진행하는 기술인 CBM(Chisel Boring Machine)은 암석을 분당 3000회 타격으로 보링과 해머링을 병행 동작하는 경암 위주의 타격용 파쇄 장비다.
우리나라의 지질 구조는 연암과 경암이 혼합되는 구조가 많아 이 두 장비를 통해 공사 효율성을 높일 수 있을 것으로 전망되고 있다. 여기에 분진까지 방지해 환경 관련 영향에서도 자유로울 수 있는 것이다.
특히, 터널뿐만 아니라 발파가 힘든 도심지 지하 공사에서도 저진동, 저소음으로 사용 가능하기 때문에 민원문제까지 해결해, 세 마리의 토끼를 잡을 수 있다.
이러한 공법을 기반으로 단단한 암석까지 뚫을 수 있는 HBM(Hammer Bits Boring Machine)과 DCM(Diamond Cutting Machine)은 국내 여러 지반 구조에 맞게 굴착이 가능하다.
이 굴착 기술은 해외 장비 대비 원가를 절감할 수 있고, 정밀 굴착으로 생산성과 시공성을 높일 수 있는 것이 장점으로 꼽히고 있다. 또한 기존 기술, 공법 대비 1.5～2배수 이상의 생산성을 확보해 기존의 대체 기술이라는 평가를 받고 있다.
이러한 터널 굴착 장비를 개발한 ㈜코틈은 십여 년간 국내 지반구조에 맞는 굴착장비를 개발, 현장 적용을 거쳐 지난 2016년에 설립된 제조 전문 기업이다. 현재까지 한국도로공사 신기술지정 R&D와 한국철도기술연구원 신기술 사업 연계 공사를 수행했으며, PCT 국제특허 포함한 30여건의 지적재산권, 20여건의 특허를 출원했다.
현재 코틈은 공정과정의 비효율성과 낙후성 개선을 위해 국내 지질구조에 최적화된 저진동, 저소음 기계굴착 전문장비 개발에 총력을 기울이고 있다.
또한 물의 동결 부피팽창 파쇄공법인 동결발파와 3000℃ 발파열의 기체화 부피팽창 파쇄공법인 수폭발파가 융합된 기술로 정밀하고 안전한 발파가 가능한 동수발파공법을 개발하고 있다.
코틈 윤영덕 대표이사(사진)는 30여 년간 터널굴착 현장을 직접 경험하면서 전문장비 개발 없이 발파공정의 문제점과 민원 발생에 따른 시공 적자, 해외장비 의존 등으로 기술개발의 시급함을 느껴 이러한 기술을 개발하게 됐다.
윤 대표는 “해외 장비들이 국내 지질구조에 적응하지 못하는 것은 지반구조 변화가 심하고 한 단면에도 복합적이어서 일정한 지반구조의 해외 단일용 장비들이 국내에서는 생산성을 낼 수 없는 한계가 있다”며, “국내 지질구조 최적화 기계굴착 전문장비 개발은 국내 지질구조보다 단순하고 일정한 해외 지반구조에 쉽게 적용돼 글로벌 원천기술에 의한 시장선점과 공략이 가능한 큰 사업이 될 것”이라고 말했다.
윤 대표는 앞으로도 기술개발과 사업 확장에 열의를 더할 계획이다.
그는 “현재 국내 투자보다 해외투자, M&A 중개망을 통해 기술거래, 기술평가 투자, 기업합병 등을 기획하고 있고, 개인, 개별 사업이 아닌 대한민국 터널공법(Korea Tunneling Method)과 글로벌 원천 기술 확보 사업으로 국책 과제를 통한 기술 개발과 보급에 최선을 다할 예정”이라고 말했다.
한편, 코틈은 지난해에 ‘2019년 현대건설 기술공모전’에 연구개발 협력기업으로 선정돼 현대건설과의 토목 시공 원가절감에 대한 혁신 기술 공동개발을 진행하고 있으며, 외국의 고비용 공법의 국산화를 위해 구슬땀을 흘릴 예정이다.
[공학저널 전찬민 기자]
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